铁和锰矿物是土壤中重要的活性组分,由于具有较大的表面积和强的反应活性,其在环境中呈现吸附、氧化还原、催化等重要特性,深刻影响土壤中营养元素和污染物的迁移转化。自然常见和实验室合成的铁氧化物和锰氧化物种类较多,然而不同文献间报道的铁锰矿物的反应活性,其结果通常不一致。出现上述结果不仅导致不同文献之间结论的可比较性存在局限性,同时也使研究者对铁和锰矿物性质的认识陷入某种困境。由于铁和锰矿在实际土壤中,通常以弱晶质形式存在,因此,深入分析其亚结构的变化一空位缺陷,能够为我们理解上述差异提供重要的途径。为了揭示空位缺陷在铁矿和锰矿反应活性中扮演的作用,我们研究了锰氧化物中Mn空位缺陷和铁氧化物中的Fe空位缺陷对上述矿物吸附砷性能的影响,DFT理论计算和等温吸附实验研究证实铁和锰矿中的阳离子缺陷显著影响砷的吸附性能,空位缺陷越多,越有利于砷在矿物表面的吸附。本论文研究成果对于理解土壤矿物在自然环境中以及实验室尺度所呈现的不同活性具有重要的理论指导意义。